非線性控制系統(tǒng)的故障診斷及分類器設(shè)計(jì).pdf

1、本文主要對一個(gè)非線性的液位控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)如何對故障進(jìn)行診斷以及將不同故障加以分類進(jìn)行了研究，針對于不同的工業(yè)控制系統(tǒng)如何進(jìn)行故障診斷人們提出了許多種不同的方法，總的概括來說主要分為三大類：基于硬件冗余的方法、基于解析模型的方法和基于辛信號(hào)的方法。本文針對液位控制系統(tǒng)提出了基于右互質(zhì)分解的故障觀測器和基于支持向量機(jī)的故障分類器設(shè)計(jì)。
　　本文首先對不同種類的故障診斷方法和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了一個(gè)簡單的介紹，指出了每一種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，然

2、后介紹了基于支持向量機(jī)的故障分類方法以及其研究現(xiàn)狀，接著詳細(xì)介紹了支持向量機(jī)的基礎(chǔ)理論和基于支持向量機(jī)的一些多分類方法。
　　接下來，對液位控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模和控制，系統(tǒng)的模型是根據(jù)伯努利原理建立的，針對液位控制系統(tǒng)的非線性特性，本文用算子理論對其進(jìn)行了分析，根據(jù)魯棒穩(wěn)定條件來設(shè)計(jì)右互質(zhì)分解控制器并設(shè)計(jì)了跟蹤算子實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的精確控制。然后在基于魯棒右互質(zhì)分解方法設(shè)計(jì)的控制器實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于右互質(zhì)分解方法的故障觀測器實(shí)現(xiàn)

3、了對非線性液位控制系統(tǒng)的執(zhí)行器故障的診斷，并通過對仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行觀察體現(xiàn)了故障觀測器的診斷效果。
　　然而，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)多種故障的情況下，上面提到的故障觀測器是無法將所有故障一一診斷出來的，針對這種狀況設(shè)計(jì)了基于支持向量機(jī)的多種故障分類器。首先是對實(shí)際液位控制系統(tǒng)的故障進(jìn)行了分析，針對實(shí)際系統(tǒng)的組成部分得出系統(tǒng)容易發(fā)生的四種故障有：水泵故障、流量計(jì)故障、液位傳感器故障和電磁閥故障。然后根據(jù)液位控制系統(tǒng)的實(shí)際情況提取出作為支持